樹(shù)脂砂漿和混凝土基層之間采用柔性樹(shù)脂過(guò)渡層 及相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題

alexwtt

1、前言

     樹(shù)脂砂漿，又稱(chēng)聚合物混凝土或樹(shù)脂混凝土（ploymer concrete）是以高分子聚合物代替水泥類(lèi)膠結(jié)材料與骨料結(jié)合而成的一種復(fù)合材料。它大量應(yīng)用于工業(yè)廠(chǎng)房的整體防腐蝕地坪，目前國(guó)標(biāo)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》所列樹(shù)脂砂漿整體面層的推薦材料主要以熱固性樹(shù)脂為主，如環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂等，這些樹(shù)脂能滿(mǎn)足不同化學(xué)介質(zhì)的抗蝕性能，收到了良好的效果。但熱固性樹(shù)脂固化后收縮大（線(xiàn)收縮率1-3%）的缺點(diǎn)，影響了它大面積的推廣使用；盡管配成的砂漿收縮率有所降低（線(xiàn)收縮率0.3-0.7%），但仍不可避免地產(chǎn)生較大的收縮內(nèi)應(yīng)力，造成樹(shù)脂砂漿整體地面的開(kāi)裂、脫層與翹曲等現(xiàn)象。為此，國(guó)外內(nèi)科研人員圍繞降低樹(shù)脂收縮內(nèi)應(yīng)力開(kāi)層多方面的研究，如從分子結(jié)構(gòu)出發(fā)開(kāi)發(fā)低收縮樹(shù)脂、在樹(shù)脂中滲入低收縮劑、采用玻璃鋼隔離層等。本文從耐蝕不飽和聚酯樹(shù)脂砂漿面層與混凝土基層之間采用柔性樹(shù)脂過(guò)渡層的思路出發(fā)，研究探討了一種樹(shù)脂砂漿的防腐蝕構(gòu)造及其相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題。

2、樹(shù)脂砂漿層開(kāi)裂、脫層的起因

    不飽和聚酯樹(shù)脂砂漿是一種具有良好力學(xué)性能和耐久性的功能材料，其抗壓、抗拉和抗彎強(qiáng)度均高于普通混凝土，且表現(xiàn)出優(yōu)良的耐蝕、抗?jié)B、耐磨和耐水性能。不飽和聚酯樹(shù)脂固化是一個(gè)放熱反應(yīng)過(guò)程，其放熱反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量使樹(shù)脂砂漿的溫度上升，但仍處于流動(dòng)態(tài)到膠凝階段，它不會(huì)產(chǎn)生收縮；在達(dá)到放熱峰之后，開(kāi)始降溫并產(chǎn)生收縮，收縮越大所產(chǎn)生的拉應(yīng)力也越大。

    表2.1 所列混凝土、不飽和聚酯樹(shù)脂砂漿的基本性能。如果5mm厚樹(shù)脂砂漿在固化過(guò)程中線(xiàn)收縮率達(dá)到0.3%的話(huà)，其固化收縮拉應(yīng)力將為：

    σ=1/2*ΔL/L*E=1/2*0.3%*1.35*104=20.25Mpa   

       表2.1 混凝土、不飽和聚酯樹(shù)脂砂漿的基本性能

	抗壓強(qiáng)度  Mpa	抗拉強(qiáng)度Mpa	線(xiàn)收縮率    %	膨脹系數(shù)    1/℃	抗拉彈性模量Mpa	與砼粘接強(qiáng)度Mpa
混凝土	50	5	1.5-2.0*10-2	1.0*10-5	—	—
樹(shù)脂砂漿	80-120	9-14	0.3	5-6*10-5	1.35*104	1.5-3.0

   

    由于固化產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力σ超過(guò)了樹(shù)脂砂漿與混凝土的粘接強(qiáng)度及樹(shù)脂砂漿本身的抗拉強(qiáng)度，因此就不難理解樹(shù)脂砂漿直接施工于混凝土表面易產(chǎn)生開(kāi)裂、脫層和翹曲等現(xiàn)象了。

    另一方面由于樹(shù)脂砂漿的熱膨脹系數(shù)比混凝土大5-6倍，因此在使用過(guò)程中，當(dāng)溫度變化時(shí)也會(huì)造成樹(shù)脂砂漿的內(nèi)應(yīng)力集中，而引起與混凝土基面脫層現(xiàn)象。

3、柔性樹(shù)脂用作過(guò)渡層的特點(diǎn)

    為了解決混凝土基層與樹(shù)脂砂漿面層之間的應(yīng)力作用差異問(wèn)題，目前國(guó)外通常作法是采用柔性樹(shù)脂作底涂來(lái)過(guò)渡混凝土基層與樹(shù)脂砂漿之間的結(jié)合。國(guó)內(nèi)上海富晨開(kāi)發(fā)了FUCHEM810柔性底涂專(zhuān)用樹(shù)脂。

  3.1 FUCHEM810柔性樹(shù)脂的特點(diǎn)為：

l           耐腐蝕；

l           延伸率高；

l           低的線(xiàn)收縮率和低的固化放熱峰溫度。

  3.2澆鑄體的性能如下：

拉伸強(qiáng)度	45  MPa
拉伸模量	2.7×104 MPa
延伸率	10  %
線(xiàn)收縮率	0.01%

    由于低收縮與高延伸率，使其在樹(shù)脂砂漿與混凝土結(jié)合部起到了消除應(yīng)力差異的作用；同時(shí)為了保證樹(shù)脂砂漿自身不開(kāi)裂，應(yīng)降低樹(shù)脂砂漿的線(xiàn)收縮率，從理論講上至少在0.1 %以下。FUCHEM810柔性樹(shù)脂的具體用法參見(jiàn)上海富晨相關(guān)技術(shù)文件。

4、樹(shù)脂砂漿整體面層的構(gòu)造及其相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題

  4.1用于FUCHEM防腐蝕地坪的FUCHEM樹(shù)脂：

    防腐蝕樹(shù)脂整體地坪的耐化學(xué)介質(zhì)能力，主要取決于其使用的樹(shù)脂，FUCHEM防腐蝕地坪所用的牌號(hào)為：

   FUCHEM 902芳烴型低收縮型UPR（不飽和聚脂樹(shù)脂）

   FUCHEM 891低收縮型VER（乙烯基酯樹(shù)脂）

   FUCHEM 892FR 化學(xué)阻燃型VER

   FUCHEM 898耐蝕和耐溶劑型VER

   FUCHEM 810柔性底涂樹(shù)脂

  4.2用于FUCHEM防腐蝕地坪的其它輔助材料

    4.2.1固化體系：

    用于UPR和VER的常溫固化體系有：

   ·在施工溫度15-30℃之間時(shí)，建議采用MEKP和異辛酸鈷液；

   ·在施工溫度5-15℃低溫之間，建議采用MEKP和異辛酸鈷液+二甲基苯胺（DMA）。在濕度過(guò)高和溫度較低時(shí)，DMA起到輔助促進(jìn)劑作用。

    其原因是：在無(wú)叔胺時(shí)，少量水或游離的二元醇及其它金屬鹽類(lèi)可與鈷鹽形成絡(luò)合物，降低了鈷鹽的促進(jìn)效果，即前述雜質(zhì)干擾了鈷促進(jìn)劑與過(guò)氧化物分解形成的自由基，結(jié)果膠凝時(shí)間和固化時(shí)間都延長(zhǎng)，甚至不膠凝；而在芳烴叔胺（如DMA）存在時(shí)，叔胺上的氮原子有孤對(duì)電子，能與二價(jià)鈷離子絡(luò)合，降低了同上述其它雜質(zhì)的絡(luò)合能力，有利于過(guò)氧化物分解形成自由基。

    4.2.2粗細(xì)骨料及粉料

    粗細(xì)骨料及粉料必須是干燥潔凈的，沒(méi)有其它植物及粘土之類(lèi)的雜質(zhì)，在配合比中，應(yīng)注意級(jí)配，合理的級(jí)配對(duì)降低樹(shù)脂砂漿收縮意義重大。

由于堿介質(zhì)或含氟介質(zhì)化學(xué)品對(duì)含硅的粗細(xì)骨料及粉料有侵蝕作用，一般均推薦采用硫酸鋇粉或重晶石砂及石墨粉作填充料。

石墨粉用于耐堿介質(zhì)場(chǎng)合時(shí)，對(duì)MEKP和異辛酸鈷液固化體系有阻聚作用，由于品種及處理加工方法的不同，有的石墨粉中含有氧化納、氧化鉀、氧化鐵、鉻、錳、鐵等雜質(zhì)，而這些微量金屬元素又能使鈷促進(jìn)劑“中毒”，而失去作用，一般應(yīng)通過(guò)加入叔胺輔助促進(jìn)劑來(lái)消除其阻聚影響。

    4.2.3含有石蠟的封面料

    不飽和聚酯樹(shù)脂在其室溫固化過(guò)程中，由于其表面存在厭氧性，易發(fā)粘，因此推介在砂漿做完后，在相應(yīng)的封面樹(shù)脂中加入2-5%苯乙烯石蠟溶液，以使表面快速充分固化。

  4.3構(gòu)造：

	封面料（含臘液）
	稀膠料（0.5mm厚）
	樹(shù)脂砂漿5mm厚
	接漿料 1道
	后道柔性樹(shù)脂打底料
	局部刮膩?zhàn)?/font>
	前道柔性樹(shù)脂打底料

  4.4基層處理和施工

混凝土基層表面處理和施工可按GB《建筑防腐蝕施工及驗(yàn)收規(guī)范》要求進(jìn)行。